導(dǎo)桿減速器設(shè)計(jì)

導(dǎo)桿減速器設(shè)計(jì),減速器,設(shè)計(jì) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 楊前輝 學(xué) 號(hào)： 0601510161 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目： 導(dǎo)桿減速裝置設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師: 張慶 2010年4 月4 日 開題報(bào)告填寫要求 1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊(cè)）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 機(jī)構(gòu)學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)，它包括平面機(jī)構(gòu)學(xué)和空間機(jī)構(gòu)學(xué)。其中平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)靈活，在工程實(shí)際中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。為了滿足運(yùn)動(dòng)、受力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要，通過(guò)改變其各組成構(gòu)件的形狀及尺寸參數(shù)，改變某些運(yùn)動(dòng)副的形式或者選擇不同的構(gòu)件作為原動(dòng)件和機(jī)架，可演變成導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。其中導(dǎo)桿減速裝置就是運(yùn)用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的原理而制作成的一種減速裝置。 關(guān)鍵詞 機(jī)構(gòu)學(xué) 平面連桿機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿減速裝置 1. 機(jī)構(gòu)學(xué) 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常是機(jī)器設(shè)計(jì)的核心和首要環(huán)節(jié)。 按照應(yīng)用力學(xué)的觀點(diǎn)，機(jī)構(gòu)學(xué)可以分為兩個(gè)分支：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)只研究機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，包括位移、軌跡、速度、加速度等。機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的受力及力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。除了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)兩大分支外，還有一個(gè)領(lǐng)域，稱為機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論，它的研究對(duì)象是機(jī)構(gòu)的自由度、結(jié)構(gòu)類型、每種機(jī)構(gòu)的種數(shù)[1]。 機(jī)構(gòu)學(xué)研究的問(wèn)題： 第一類是機(jī)構(gòu)分析，對(duì)已有機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)的分析計(jì)算; 第二類是機(jī)構(gòu)綜合，根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)要求，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 機(jī)構(gòu)分為開式機(jī)構(gòu)與閉式機(jī)構(gòu)。 開鏈機(jī)構(gòu)：如串聯(lián)式機(jī)械手。 閉鏈機(jī)構(gòu)：主要有三種，齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)。由于連桿機(jī)構(gòu)采用低副連接，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)耐用，不易磨損，適于高速重載。連桿機(jī)構(gòu)種類繁多，變化多端，能滿足各種運(yùn)動(dòng)要求；連桿機(jī)構(gòu)還有其他機(jī)構(gòu)的理論結(jié)構(gòu)原型，是機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論主要研究對(duì)象。同時(shí)機(jī)器人、機(jī)械手等開式機(jī)構(gòu)也是低副機(jī)構(gòu)，與連桿機(jī)構(gòu)息息相關(guān)，更推動(dòng)了連桿機(jī)構(gòu)的發(fā)展[2]。 機(jī)構(gòu)學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)，大至各種機(jī)器設(shè)備，小至人們生活中的各種器具、電器、日常生活用品以及各種玩具，都可以發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)學(xué)原理。一個(gè)機(jī)構(gòu)學(xué)問(wèn)題的解決，有時(shí)可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益[3]。 機(jī)構(gòu)綜合必須解決兩個(gè)基本問(wèn)題：第一個(gè)是機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合；第二個(gè)是機(jī)構(gòu)尺度綜合。 結(jié)構(gòu)綜合可分為型綜合與數(shù)綜合。 型綜合：為了產(chǎn)生某種運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選用什么類型的機(jī)構(gòu)，該類機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)有多少構(gòu)件及哪些類型的運(yùn)動(dòng)副組成，因此稱為機(jī)構(gòu)的類型設(shè)計(jì)。 數(shù)綜合：是一種機(jī)構(gòu)枚舉學(xué)。它研究由一定數(shù)量的構(gòu)件和一定類型的運(yùn)動(dòng)副能組成一定自由度的運(yùn)動(dòng)鏈的種數(shù)。目前，機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)主要還依靠設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，但現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了人工智能的專家系統(tǒng)軟件[4]。 尺寸綜合是按照給定的運(yùn)動(dòng)要求及動(dòng)力要求，按照已選定的機(jī)構(gòu)類型決定機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的尺寸，它分為運(yùn)動(dòng)綜合與動(dòng)力綜合。 傳統(tǒng)的連桿機(jī)構(gòu)綜合即指尺度綜合，它可歸納為三類問(wèn)題：剛體引導(dǎo)、函數(shù)發(fā)生和軌跡發(fā)生[5]。 剛體導(dǎo)引問(wèn)題：是規(guī)定連桿必須經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置來(lái)尋求機(jī)構(gòu)桿件的尺寸。 函數(shù)發(fā)生問(wèn)題：是要求機(jī)構(gòu)的輸出變量與輸入變量呈規(guī)定的函數(shù)關(guān)系。它們可以產(chǎn)生正弦、余弦、積分等關(guān)系。 軌跡發(fā)生問(wèn)題：就是要求連桿上的點(diǎn)產(chǎn)生預(yù)期的軌跡。譬如要求一個(gè)循環(huán)中的某一段軌跡是圓、橢圓、直線等。 若考慮構(gòu)件的彈性變形及運(yùn)動(dòng)副間隙的動(dòng)力影響，則綜合起來(lái)更復(fù)雜一些。 2.平面連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）聯(lián)接組成的平面機(jī)構(gòu)，所以又稱為低副機(jī)構(gòu)[6]。它由固定不動(dòng)的機(jī)架、主動(dòng)連架桿、從動(dòng)連架桿和連桿組成。通常，主動(dòng)連架桿作連續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，從動(dòng)架桿作連續(xù)的或間歇的變速轉(zhuǎn)動(dòng)、變速擺動(dòng)或變速直線運(yùn)動(dòng)[7]。 平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)靈活，在工程實(shí)際中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。為了滿足運(yùn)動(dòng)、受力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要，通過(guò)改變其各組成構(gòu)件的形狀及尺寸參數(shù)，改變某些運(yùn)動(dòng)副的形式或者選擇不同的構(gòu)件作為原動(dòng)件和機(jī)架，可將連桿機(jī)構(gòu)的基本形式演化成多種形式，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等[8]。各種機(jī)構(gòu)形式的動(dòng)力學(xué)分析方法相類似，但每一種形式的應(yīng)用場(chǎng)合不盡相同，構(gòu)件動(dòng)力學(xué)特性有各自特點(diǎn)。 3.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是由平面連桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的，根據(jù)類型分為: 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 其中移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)是當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)桿做變速運(yùn)動(dòng)。例如插床插刀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就是利用此原理，使插刀在切削行程運(yùn)動(dòng)慢，在空回轉(zhuǎn)行程運(yùn)動(dòng)快，以縮短非工作時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。而擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)是當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)桿做變速擺動(dòng)。例如在牛頭刨床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，其作用與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在插床插刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的作用相同，但它使刀具作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)[9]。 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)廣泛用于各種機(jī)械和儀表中，其主要優(yōu)點(diǎn)有[10]： 1） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都是低副，組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間為面接觸，因而承受的壓強(qiáng)小、便于潤(rùn)滑、磨損較輕，可以承受較大的載荷； 2） 導(dǎo)桿構(gòu)件形狀簡(jiǎn)單，加工方便，構(gòu)件之間的接觸是由構(gòu)件本身的幾何約束來(lái)保持的，所以構(gòu)件工作可靠； 3） 在原動(dòng)件等速連續(xù)運(yùn)動(dòng)的條件下，當(dāng)各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度不同時(shí)，可使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)，滿足不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求； 4） 利用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)可滿足不同的運(yùn)動(dòng)軌跡的要求。 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)也存在如下的缺點(diǎn)[11]： 1） 根據(jù)從動(dòng)件所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，而且精度不高； 2） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生的慣性力難以平衡，所以不適用于高速場(chǎng)合。 4.導(dǎo)桿減速裝置 減速裝置是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)械的需要[12]。 按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)劃分減速裝置，分為：齒輪減速裝置、蝸桿減速裝置、蝸桿齒輪減速裝置及齒輪-蝸桿減速裝置、行星齒輪減速裝置、擺線針輪減速裝置、諧波齒輪減速裝置，這些都是我們常見的齒輪減速裝置[13]。但是我們可以把導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的特性和減速裝置的特性加以結(jié)合創(chuàng)新，就能設(shè)計(jì)出新一種減速裝置 導(dǎo)桿減速裝置。 導(dǎo)桿減速裝置不同于普通的齒輪減速裝置，它結(jié)合導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)思巧妙，在許多運(yùn)用場(chǎng)合具有特殊的優(yōu)越性[14]。例如印刷機(jī)的推板機(jī)構(gòu)、柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的控速橫臂導(dǎo)桿裝置、導(dǎo)彈發(fā)射器中的移動(dòng)導(dǎo)桿裝置等，都利用導(dǎo)桿裝置來(lái)降低速度，以滿足工作機(jī)械的需要[15]。 本課題要求分析研究導(dǎo)桿減速裝置的運(yùn)動(dòng)原理，并進(jìn)行對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 這些正是本課題所要研究的內(nèi)容。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 熊濱生.現(xiàn)代連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [2] 華大年，華志宏. 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [3] 宋志軍 .機(jī)構(gòu)與零件[M]. 山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [4]李立斌.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:國(guó)防科技大學(xué)出版社,2002 [5]符煒.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)構(gòu)思方法[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)出版社,2006 [6]洪允楣.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的組合與變異方法[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982 [7] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社，2000 [8] 孫桓，陳作模、葛文杰.機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社，1999 [9] 王世輝.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2005 [10]安子軍.機(jī)械原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998 [11]劉遠(yuǎn)行.空間連桿機(jī)構(gòu)的分析與綜合[M].北京:高等教育出版社,1986 [12]余長(zhǎng)庚,盧玉明.機(jī)械原理與機(jī)械零件[M].北京:人民教育出版社,1992 [13]榮涵銳，榮毅虹.機(jī)械設(shè)計(jì)CAD基礎(chǔ)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998 [14]張文貴.機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代方法[M]. 武昌：華中工學(xué)院出版社，1987 [15]張春林等.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 要求： （1）分析導(dǎo)桿減速裝置的工作原理。 （2）導(dǎo)桿減速裝置的運(yùn)動(dòng)分析。 （3）導(dǎo)桿減速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （4）建立導(dǎo)桿減速裝置的三維模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 技術(shù)指標(biāo)： （1）傳遞功率5千瓦。 （2）最大輸入轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分 其研究途徑： （1）首先分析導(dǎo)桿減速裝置的工作原理、運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 （2）然后根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （3）最后建立導(dǎo)桿減速裝置的三維模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 通過(guò)“文獻(xiàn)綜述”，說(shuō)明該生查閱了有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)課題的任務(wù)、內(nèi)容和背景有了進(jìn)一步的了解，為課題的展開做好了準(zhǔn)備。文獻(xiàn)閱讀量較充足，“文獻(xiàn)綜述”符合要求。 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 課題涉及導(dǎo)桿減速裝置的運(yùn)動(dòng)分析和運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，導(dǎo)桿減速裝置的強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及導(dǎo)桿減速裝置的三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。對(duì)學(xué)生從機(jī)械裝置的原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模到運(yùn)動(dòng)仿真有了較全面的訓(xùn)練。課題工作量及難度適中，適合學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。學(xué)生可以完成任務(wù)書所規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)。 指導(dǎo)教師： 張慶 2010 年 1 月 17 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日